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Verfahren zum chemischen Reinigen von wärmeübertragenden Wänden in
Wärmeaustauschern u. dgl. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum chemischen
Reinigen von wärmeübertragenden Wänden in Wärmeaustauschern u. dgl. bei der Verwendung
von krustenbildenden Lösungen, insbesondere beim Eindampfen von Su'lfitab.l,auge,
und zwar wird durch periodische Überspülung der krustentragenden Wände mit einem
infolge seiner chemischen Zusammensetzung besonders wirksamen krustenlösenden Fluidum
die Reinhaltung bewirkt.
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Bei Schwierigkeiten: in der Beseitigung der Krustenbildung bietet
bekanntlich die chemische Reinigung in vielen Fällen einen praktischen Ausweg, der
manchmal der einzig mögliche ist. Hierbei muß der Betrieb unterbrochen werden, was
einen erheblichen Zeitverlust mit sich bringt, der bei öfters sich, einstellendem
Reinigungsbedarf die Kapazität der Anlage wesentlich herabsetzt.
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In anderen Fällen hat es sich gezeigt, diaß eine genügende Reinigung
einfach durch Warmwasser oder kondensierenden Dampf erreicht werden kann, und zwar
dann,, wenn die Reinigung in. verhältnismäßig kurzen Zeitabständen vorgenommen wird,
so daß die gebildete Kruste noch äußerst dünn ist und nchtgenug Zeit gehabt hat,
allzusehr festz.ubrennen.. Zur Vermeidung eines unnötigen Zeitverlustes hat man
ferner versucht, wenn die Verhältnisse es gestattet haben und das eine oder das
andere der wärmeaustauschenden Medien aus Warmwasser oder kondensierendem Dampf
bestanden, haben, dieses Medium für ,die Reinigung zu verwerten, indem man es abwechselnd
mit dem
krustenbildenden: Medium durch das eine und das ändere der
Kanalsysteme des Wärmeaustauschers hindurchgeleitet hat. Hierbei hat man eine Reinigungswirkung
in einem bestimmten Umfange ohne nennenswerte Unterbrechung des Betriebes erreicht.
In günstigen Fällen hat man. .durch wiederholten Kanalwechsel einen Zuwachs -der
Kruste verhindern können, so'daß ,der Betrieb mit gutem Erfolg kontinuierlich' fast
unbegrenzte Zeit aufrechterhalten werden konnte. Dieses Verfahren, ist beispielswelse
in der Sülfitablaugebähandlung bei der Wärmewiedergewinnung aus dem Schlamm der
Spiritusfabrikation unter Warmwasserbereitung mit Erfolg verwendet worden.
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Die Verwendung des oben 'beschriebenen Verfahrens hat jedoch ihre
Grenzen, da auch der Kanalwechsel einige Zeit in Anspruch nimmt und nicht mit allzu
hoher Frequenz ausgeführt -werden kann, ohne eine fühlbare Herabsetzung der Kapazität
der Anlage zu bewirken. Ferner ist es .in der Praxis kaum möglich, einen Verlust
an. krustenbildender Lösung und auch eine Verdünnung derselben. zu vermeiden, wenn
die verschiedenen Medien- einander ablösen. In Fällen von starker Krustenbildung,
wenn die Kruste also sehr schnell wächst und .in Warmwass,r sehr schwer löslich
ist, kann nur durch häufigen Kanalwechsel der Krustenbildung entgegengewirkt werden.
Aber auch .in Fällen geringer, Krustenbildung ist es durchaus nicht sicher, daß
das Verfahren auf die Dauer zu dem zu erwartenden Ergebnis führt. So kann sogar
unter den vorteilhaftesten Verhältnissen zwar die äußerste Schicht der Kruste leicht
und schnell entfernt; - der innere Teil jeder neuen Krustenbildung aber vom Warmwasser
nicht angegriffen werden. Obwohl dieser Teil nur eine äußerst dünne . und kaum wahrnehmhare
Haut bildet, wird durch mehrere dieser Häute eine fortschreitende Verschlechterung
der Wärmeübertragung hervorgerufen, und der Apparat nnuß schließlich außer Betrieb
gesetzt werden.
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Die Nachteile der bekannten Verfahren werden durch das Verfahren gemäß
-der Erfindung beseitigt.
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Das neue Verfahren ist dadurch .gekennzeichnet, daß als Renigungsmittel
für,die: Wände ein solches Mittel gewählt wird; das auch für WärmeÜbertragungszwecke
- benutzt werden kann; .und - zwar wird hierbei das Mittel in. erhitztem Zustand
oder auch in unmittelbarer Berührung mit einem wärmeren Medium in an sich bekannter
Weise abwechselnd 'mit der wärmeaufnehmenden Lösung bald auf der einen, bald auf
der anderen Seite der wärmeübertragenden Wände zur Einwirkung gebracht, wodurch
der gewünschte Wärmeaustausch mit der auf der entgegengesetzten Seite strömenden
Lösung erfolgt.
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In schwierigen Fällen; in denen man mit einem verhältnismäßig billigen
Reinigungsmittel arbeiten kann, das nicht :größere Mengen allzu aggressiver Chemikalien
enthält, kann man als wärmeabgebendes. Medium mit Vorteil ausschließlich das Reinigungsmittel
verwenden, während in einfacheren Fällen, .oder wenn die krustenlösende Flüssigkeit
teure und materialschädigende Chemikalien zwecks Beseitigung der Krusten enthalten
ruß, es zweckmäßig sein kann, das Mittel bei Bedarf nur kurze Zeit in den Apparat
einzuführen, um ein anderes, in dazwischenliegenden Perioden benutztes wärmeabgebendes
Medium zu ersetzen.
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Manchmal kann es, um .den Chemikalienverbrauch herabzusetzen, zweckmäßig
sein, die krustenlösende Flüssigkeit in Kreislauf zu halten. Nach Abkühlung Tim
Wärmeaustausöher und gegebenenfalls nach Abzapfung eines Teils desselben wird das
Mittel, gegebenenfalls unter Zusatz von neuem warmem Lösungsmittel oder Ergänzung
der Bestandteile des Lösungsmittels, wieder erwärmt, während oder bevor es wieder
durch den Wärmeaustauscher hindurdh:geleitet wird, um als wärmeabgebendes Medium
zu dienen.
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Unter anderem kann man als krustenlösendes Mittel eine Flüssigkeit
oder Lösung verwenden, die krustenlösende Chemikalien enthält und die entweder allein
mit dem erforderlichen: Wärmeinhalt als wärmeabgebendes Medium dem Wärmeaustauscher
zugeführt wird oder gegebenenfalls periodisch in dünner Schicht Tiber die wärmeübertragenden
Wände in unmittelbarer- Berührung m.it einem kontinuierlich zugeführten wärmeren
Medium .dampf- oder gasförmiger Natur strömt.
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In anderen Fällen kann man als krustenlösendes Mittel mit Vorteil
gegebenenfalls in unreinem Zustande anfallenden kondensierenden Dampf in Mischung
mit einem anderen dampf- oder gasförmigen Stoff verwenden, der sich in dem Kondensat
unter Bildung einer krustenlösenden Flüssigkeit auflöst und je nach Bedarf besonders
und in vorausbestimmter Menge - mit der genannten Flüssigkeit gemischt wird. Eine
denkbare Alternative besteht in der Verwendung von Dampf; der, außer oder anstatt
mit einem anderen dampf- oder gasförmigen Stoff gemischt zu werden, mit feinen Teilchen
einer Flüssigkeit oder Lösung vermengt wind, die krustenbildende Chemikalien enthält.
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Besonders vorteilhaft ist es natürlich, heißes Fabrikwasser oder heißen
Abdampf zu verwenden, die nicht völlig ausgenutzt in einem anderen Prozeß und mit
einem Gehalt an krustenlösenden Chemikalien anfallen.. Wenn der Gehalt dieser Mittel
an Chemikalien zu gering sein sollte; so kann er .durch Zusätze erhöht werden.
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. Das Verfahren kann man 'in manchen Fällen am besten- in der Weise
ausführen, daß bei Benutzung des Mittels als ununterbrochen zugefÜh:rtes wärmeabgebendes
Medium die krustenlösende Wirkung durch Zusatz von in dem Mittel bereits vorhandenen.
oder anderen krustenlösenden, Chennikalien von Zeit zu Zeit verstärkt wird.
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Beim Eindampfen oder bei anderer Wärmebehandlung von Sulfibäblauge
u. dgl. kann das krustenlösende, Mittel z. B. aus schwefligsaurem Wasser, das gegebenenfalls
mit Alk alipoly- oder -metaphosphaten u.,dgl. versetzt sein kann:, bzw. aus
einer in der Hauptsache mit Chemikalien der letztgenannten Art und/oder anderen
Zusätzen bereiteten
Lösung bestehen. Hierbei wird eine kräftig
reinigende Wirkung erzielt. Wenn möglich sollte aber das Mittel in der Form von
Dampf verwendet werden., und zwar mit einem S 02-Gehalt, der wenigstens zeitweise
durch besondere Zufuhr, von S 02-Gas oder -Lösung verhältnismäßig hoch und nahezu
konstant gehalten wird, wobei im Dampf gegebenenfalls auch eine Lösung von Alkalipoly-oder
-metaphosphaten u. dgl. suspendiert sein kann.
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Nach einem früheren Vorschlag soll beim Eindampfen. von, Swlfitablauge
u. dgl. in mehreren Stufen in einer Anzahl in der Reihe geschalteter Wärmeaustauscher
unter Benutzung des bekannten Prinzips des Kanalwechsels eine intensivierte und
zufriedenstellende Reinigung dadurch erreicht werden, daß der von einem vorangehenden.
zu einem nachfolgenden Wärmeaustauscher gegebenenfalls zusammen mit Kondensat geführte
wärmeabgebende Dampf mit S 02-haltigem Gas gemischt wird, das -aus ,der Sulfitablauge
in einer vorangehenden Ei.ndampfstufe abgetrieben wurde. Dieses Verfahren mag theoretisch
ein Fortschritt bedeuten und, obwohl der S 02 Gehalt, den man, dem wärmeabgebenden
Dampf hierdurch beibringt, immer nur sehr unbedeutend sein kann, in einigen. Fällen
auch eine gewisse praktische Bedeutung haben, wie z. B. bei der Behandlung einer
ziemlich S 02-reichen, aber dünnen Sulfitab-lauge von sonst gutem Charakter bei
verhältnismäßig niedrigen Temperaturen. Bei höheren Temperaturen und Laugenkonzentrationen
sowie bei nahezu neutralerLaugenreaktion kann jedoch hier mit einem günstigen Ergebnis
kaum gerechnet werden. In einem solchen Fall kann jedoch m-it dem neuen Verfahren,
ohne auf die Verwendung von S 02-sauren Laugendämpfen zu verzichten, beispielsweise
duirch besonderen S 02 -Zusatz aus anderer Quelle oder durch Hinzufügung .anderer
geeigneter Chemikalien, die gewünschte Wirkung herbeigeführt werden.